Question

PT100温度传感器的工作原理

Answer 1

铂热电阻（PT100温度传感器），是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。

热电阻，是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜。此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。其中铂热电阻（PT100温度传感器）的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

↓ 各式各样的热电阻温度传感器：

扩展知识一：热电阻和热敏电阻的区别：

• 热电阻和热敏电阻，都是基于导体的电阻值随温度的变化而变化这一特性来进行温度测量的。但由于早期的热电阻都是采用金属材料制作的，并且进行了工业规范，所以热电阻现在专指采用金属材料的热电阻；

• 热敏电阻是采用半导体材料的 温度-电阻 特性来进行温度测量的。品种及其特性繁多。一般将其归为半导体器件。

扩展知识二：热电阻测温的部分特点：

从热电阻的工作原理可知，这是一种输出为电阻阻值的传感器。要测量电阻值就必须在电阻两端连接导线，但通常金属导线和热电阻一样具有电阻值随温度的变化而变化的特性，而导线带来的阻值变化非但不反映被测量的温度，还会随着环境温度的变化而变化。

要解决这一问题，测量仪器必须随时感知导线的阻值，以消除其影响。而要想感知一段导线的阻值，必须从它的两头进行检测，这样就至少需要从测量仪器到热电阻之间再增加一根导线，用于感知导线的电阻，所以在要求稍高的场合，热电阻至少需要三根引线。

扩展知识三：PT100 及 温标、分度、分度号：

温标是为了保证温度量值的统一和准确而建立的一个用来衡量温度的标准尺度。

• 温度这个量比较特殊，它是利用一些物质的相平衡温度作为固定点刻在标尺上。固定点中间的温度值则利用某种函数关系来描述。通常把温度计、固定点和内插方程叫做温标的三要素（或称为三个基本条件）。对三要素的规范及其制定过程叫做分度，对分度的规范标准进行的编号叫做分度号。

• 热电偶和热电阻及显示仪表的分度号是国际电工委员会（IEC）发表的相关技术标准（国际温标），我国于1988年采用该标准，该标准以表格的形式（简称分度表），规定每种 热电偶、热电阻 在-271度--2300度每一个温度点上，各种 热电偶、热电阻 的输出参数。并且给各种 热电偶、热电阻 命名统一代号，即分度号 。PT100 是铂热电阻的分度号。

• 1990年国际温标（ITS- 90）规定在 -89. 344 2℃～660. 323℃温区内的温度值由在一组规定的定义固定点分度的标准铂电阻温度计确定，定义固定点包括 铝凝固点、锌凝固点、锡凝固点、铟凝固点、镓熔点、汞三相点、氩三相点及水三相点装置，并使用规定的参考函数和偏差函数内插计算定义固定点之间的温度值。
  

  ↓国家标准 GB/T 30121-2013《工业铂热电阻及铂感温元件》中规定的参考函数：

  

• 铂热电阻的分度号 PT100 ，其采用的字母和数字理论上不具有任何意义，但实际上 Pt 是元素 铂 的化学符号，100 是这种分度号的感温元件在0℃的电阻值。